FILTER

Filter Aktif Pada rangkaian dibagian listrik sering disebut rangkaian seleksi frekuensi untuk melewatkan band frekuensi tertentu dan menahannya dari frekuensi diluar band itu. Filter dapat diklafisikasikan dengan arahan : Analog atau digital Pasif atau aktif Audio (AF) atau radio frekuensi (RF) Filter tergantung dari tipe elemen yang digunakan pada rangkaiannya, filter akan dibedakan pada filter aktif dan Filter pasif.

Elemen pasif adalah: tahanan, Kapasitor, dan Induktor Filter aktif dilengkapi dengan transistor atau op amp selain tahanan dan kapasitor. Tipe elemen ditentukan oleh pengoperasian range frekuensi kerja rangkaian .

Filter aktif mempunyai keuntungan dibandingkan filter pasif yaitu : Penguatan dan frekuensinya mudah diatur, selama op-amp masih memberikan penguatan dan sinyal input tidak selalu seperti pada filter pasif. Pada dasarnya filter aktif lebih gampang diatur. Tidak ada masalah beban, karena tahanan input tinggi dan tahanan output rendah. Filter aktif tidak membebani sumber input. Harga, umumnya filter aktif lebih ekonomis dari pada filter pasif, karena pemilihan variasai dari op-amp yang murah dan tanpa induktor yang biasanya harganya mahal.

Umumnya filter aktif digolongkan menjadi : Low Pass Filter (LPF) High Pass Filter (HPF) Band Pass Filter (BPF) Band Reject Filter (BPF) All Pass Filter (APF)

Continue Low Pass Filter mempunyai penguatan tetap dari 0 Hz sampai menjelang frekuensi cut off fH. Pada fH penguatan akan turun dengan – 3dB, artinya frekuensi dari 0 Hz sampai fH dinamakan pass band frekuensi dengan batas 0,707 tegangan output. Sedangkan frekuensi yang diredam dibawah –3dB atau 0,707 Vo dinamakan stop band frekuensi. Perubahan naik turunnya grafik karakteristik tersebut tergantung dari kualitas komponen selain bentuk rangkaiannya.

Continue Karakteristik dari high pass filter adalah frekuensi yang rendah diredam sampai pada frekuensi cut on yang dianggap sebagai batas frekuensi rendahnya sehingga diberi nama fL. Batasan stop band adalah 0 < f <fL dan untuk pass bandnya adalah f>fL. Untuk menghasilkan band pass filter dan band reject filter adalah kombinasi antara LPF dan HPF. Bila HPF dirangkai serie dengan LPF maka akan mendapatkan BPF (Band Pass Filter). Sedangkan kombinasi paralel antara LPF dan HPF akan mendapatkan BRF (Band Reject Filter).

Low Pass Filter ( LPF ) didapat : Low pass filter yang dibahas adalah model butterworth dan beberapa model lainnya antara lain adalah model buffer model inveting. Perhitungan model butterworth sebagai berikut : dimana : dan didapat :

dan tegangan outputnya : Jadi persamaannya : Dimana : penguatan filter fungsi frekuensi Penguatan pass band dari filter Frekuensi sinyal input Cut off frekuensi tinggi dari filter

sehingga sudutnya adalah : Sudut fasa yang terjadi pada Low Pas Filter ini adalah : sehingga sudutnya adalah :

Rangkaian Low Pass Filter 20 dB

Frekuensi Respon dari LPF

Pengoperasian dari Low Pass Filter ini ada 3 macam yaitu : 1 . Pada frekuensi yang sangat rendah yaitu : 2. Pada 3. Pada

Low Pass Filter orde kedua ( -40dB ) Rangkaian LPF dengan –40 dB ini memerlukan komponen pasif lebih banyak (tanahan dan kapasitor). Seperti tampak pada gambar , maka perhitungan frekuensi cut off nya adalah ditentukan oleh nilai komponen R2, R3, C2 dan C3 seperti berikut ini :

Rangkaian Low Pass Filter dengan -40 dB

Pada rangkaian LPF dengan –40 dB ini persamaan penguatan tegangan absolutnya adalah: AF = (ketentuan Butterworth untuk order kedua)

High Pass Filter Rangkaian High Pass Filter ini perbedaannya dengan Low Pass Filter hanya perpindahan tempat tahanan dan kapasitor. Perhitungan ouputnya sebagai berikut : dimana : Penguatan tegangan absolut :

Rangkaian High Pass Filter –20 dB

High Pass Filter order kedua (-40dB) Seperti halnya pada LPF order kedua, HPF order kedua ini cirinya sama, maka persamaan yang terjadi adalah : Dan persamaan untuk penguatan tegangan absolut adalah : dengan ketentuan Af= 1.586

High Pass Filter order kedua (-40dB)

BandPass Filter Bandpass filter adalah sebuah rangkaian yang dirancang untuk melewatkan frekuensi dalam batasan tertentu dan menolak frekuensi lain diluar frekuensi yang dikehendaki. Bandpass filter merupakan gabungan antara highpass dan lowpass filter. Filter band pass akan meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi antara (median frequency) dan menahan frekuensi di bawah dan di atas median tersebut.

BPF ada 2 macam rangkaian yaitu : BPF bidang lebar , Bila Q < 10 BPF bidang sempit, Bila Q > 10 Perhitungan faktor kualitas (Q) adalah :

Band Pass Filter Bidang Lebar Syarat BPF bidang lebar adalah Q<10, biasanya didapat dari 2 rangkaian filter HPF dan LPF yang mereka saling di seri dengan urutan tertentu dan frekuensi cut off harus tertentu.

Rangkaian BPF bidang lebar

Karakteristik Rangkaian BPF bidang lebar Nilai penguatan tegangan absolutnya adalah :

Band Pass Filter bidang sempit Syarat BPF bidang sempit adalah Q > 10, Rangkaian ini sering disebut multiple feedback filter karena satu rangkaian menghasilkan 2 batasan fL dan fH .

Karakteristik Rangkaian Band Pass Filter Bidang Sempit

Perhitungan dari rangkaian tersebut : Dipilih : C1 = C2 = C Hubungan nilai tahanannya adalah : dimana nilai AF saat pada fC adalah :

Ada keuntungan rangkaian ini adalah bila ingin mengganti frekuensi centernya C f, maka tinggal mengganti nilai R2 saja. Nilai yang baru adalah R' 2 :

TERIMAKASIH